新型功率系統(tǒng)級封裝隔離DC-DC轉(zhuǎn)換器

　　● 專有采樣反饋控制去除了光電隔離，簡化了所需的環(huán)路補償元件;

　　● 具有優(yōu)質(zhì)品質(zhì)因數(shù)屬性的專有高性能MOSFET技術(shù)。

　　PI3101包含了完全隔離和穩(wěn)壓電源需要的所有必要電路。PI3101可以進行+/-10%的調(diào)整，將TRIM/SS引腳通過電阻連接至ENABLE引腳，最高上調(diào)10%，連接至-IN最低下調(diào)10%。對于大容性負載的啟動，外部軟啟動電容可以連接到TRIM/SS引腳。PI3101可以遠程關(guān)斷和開通，拉低ENABLE將關(guān)斷器件，釋放則開通器件。該引腳還為用戶提供了一個5V參考電壓。PI3101包含一個精確的溫度監(jiān)控功能，輸出一個與TM引腳內(nèi)部溫度成正比的模擬電壓。TM引腳為低時顯示故障報警。PI3101具有一系列保護功能：具有兩個電流限制以保護短路及過載，具有自動重啟功能的輸入過壓和欠壓閉鎖，具有自動恢復的過壓及過溫關(guān)斷。圖1是使用PI3101典型的完整電源系統(tǒng)。注意：保險絲和輸入濾波器可能已經(jīng)存在于系統(tǒng)內(nèi)部，PI3101工作時不需要其它元件，附加外接軟啟動電容可選。

　　PI3101與兩款當前產(chǎn)商用1/16磚式電源轉(zhuǎn)換器(轉(zhuǎn)換Y代表業(yè)務最好的1/16磚，轉(zhuǎn)換器X代表現(xiàn)在轉(zhuǎn)換器平均水平)性能比較見表1。

　　深入了解PI3101

　　PI3101的核心是具有專利的雙鉗位零電壓開關(guān)功率級拓撲，工作在斷續(xù)模式，操作頻率超過1MHz。圖2是PI3101 的拓撲圖，用來解釋其基本工作原理。

　　PI3101使用了四個原邊MOSFET和一個同步MOSFET，共同組成了功率傳輸?shù)淖酉到y(tǒng)。 Q1和Q4是功率開關(guān)管，Q2和Q5是鉗位開關(guān)管，Q3是同步MOSFET。此拓撲的功率循環(huán)有6個階段，此循環(huán)以前一循環(huán)的結(jié)束為開始，如圖3所示。

　　1.鉗位階段到 T1的轉(zhuǎn)換

　　Q2與Q4開通，Q5與Q1關(guān)斷。連接到Q5漏極的鉗位電容被充電至大小為Vout×(Np/Ns)的反射電壓。如果變壓器磁芯已經(jīng)復位，那么最小周期定時器使Q2關(guān)斷。如果需要額外的復位時間，最小周期將延長至磁芯完成復位。只要Q2與Q4全部開通，就會有鉗位電流，Q2關(guān)斷后將轉(zhuǎn)化為勵磁電流，同時原邊繞組上產(chǎn)生伏—秒。必須有持續(xù)的勵磁電流，因此VS1節(jié)點隨著Q2的D-S電容充電和Q1的電容放電而升高到Vin。隨著VS1的上升，專用控制器激活原邊的伏—秒監(jiān)控。

　　2.T1的功率儲能階段

　　Q1零電壓開通，并且變壓器的原邊電流斜坡上升，變壓器儲存的能量由內(nèi)部誤差放大器決定，是負載電流和線電壓的函數(shù)。在這個過程，Q1與Q4全部開通。專用控制器開始監(jiān)控原邊的伏—秒。

　　3.向T3階段的轉(zhuǎn)換

　　Q1與Q4快速關(guān)斷。專用驅(qū)動器和MOSFET使此轉(zhuǎn)換為無損轉(zhuǎn)換。VS1的下降和VS2的上升都非?？?，然后進入原邊至副邊的功率傳輸階段。此時所有的開關(guān)都是關(guān)斷狀態(tài)。